3任务三--矿井瓦斯涌出和矿井瓦斯等级鉴定

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1、任务三矿井瓦斯涌出及矿井瓦斯等级鉴定【主要内容】一、煤层瓦斯涌出及其原因二、矿井瓦斯涌出来源三、矿井瓦斯涌出量四、影响瓦斯涌出量的因素五、矿山统计法预测矿井瓦斯涌出量六、矿井瓦斯等级的划分七、矿井瓦斯等级鉴定方法八、实训与操作-编写瓦斯等级鉴定报告一、煤层瓦斯涌出及其原因完整的煤体内，游离瓦斯和吸附瓦斯处于动平衡状态，煤层的瓦斯含量可以看作稳定不变。但是，在煤层中或煤层附近采掘工作时，煤岩的完整性受到破坏，地压的分布发生了变化，一部分煤岩的透气性增加，游离瓦斯在瓦斯压力作用下，就会经由煤层的暴露面渗透流出，涌向采掘空间，这种现象，就是煤层的瓦斯涌出。一部分游离状态的瓦斯涌出后，破坏了原有

2、的瓦斯动态平衡，一部分吸附状态的瓦斯将转化为游离状态的瓦斯而涌出。另一方面,随着釆掘工作的发展，煤体和围岩受采掘工作影响的范围不断扩大，瓦斯动态平衡破坏的范圉也不断扩展。所以瓦斯能以长时间地、均匀地从煤体中释放出来，这类瓦斯涌出又叫瓦斯的普遍涌岀，它是瓦斯涌出的基本形式。在某些特定的条件下，煤矿内还会出现其它特殊形式的瓦斯涌出。特殊涌出是指大量瓦斯突然、集屮于局部并伴有动力效应的涌出现象。是较少见的一种瓦斯放散形式，主要有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。本篇介绍瓦斯的普通涌出。二、矿井瓦斯涌出来源根据矿井瓦斯涌出的地点不同，瓦斯来源可分为煤（岩）壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出和采落煤炭瓦斯放散三类。

3、有时把来源于煤（岩）壁和釆落煤炭涌出的瓦斯称为直接源瓦斯；把来源于采空区涌出的瓦斯称为I'可接源瓦斯。1.煤（岩〉壁瓦斯涌出由于井下采掘巷道和采掘工作而的布置，煤（岩）壁暴露的自由面大而且分布广。从自由而向煤体深处瓦斯压力呈上升趋势，这样在煤体就会形成瓦斯压力梯度，从而造成瓦斯由煤体深部向煤壁方向流动的流动场，对井下作业空间而言，煤（岩）壁成为瓦斯涌出的重要来源。（1）采煤工作面煤壁瓦斯涌出当采煤工作面为后退式开采时，采区内运输及回风巷道的煤壁暴露时间一般已经超过煤壁瓦斯涌出的枯竭期，所以整个巷道的煤壁瓦斯涌出可以忽略。当前进式采煤时，在采煤工作面前方有巷道掘进，且掘进巷道的回风流流经采

4、煤工作面，煤壁暴露时间较短，这时巷道的煤壁瓦斯涌出应成为工作面瓦斯涌出量的一个组成部分。釆煤工作面处于均匀连续的推进过程中，所以工作面新鲜暴露的煤壁不存在瓦斯枯竭的问题，瓦斯涌出也是连续不断的。以综采工作面为例，当采煤机位于工作面的上端或下端时,工作而的煤壁都是新鲜暴露的，这时工作面的瓦斯涌出量最大。特别应指出，由于采煤工作面受地压活动的影响较大，采煤工作面前方煤体的透气性、瓦斯涌出衰减系数并不是稳定的，因此，采煤工作面煤壁瓦斯涌出量的波动范围较大，但这并不影响工作而煤壁作为瓦斯涌出重要来源的地位。这也是加强工作面防治瓦斯的重要理论依据。（2）掘进工作面瓦斯涌出在掘进巷道中，可把当天暴露

5、出来的新鲜煤壁看作移动煤壁，在这个移动区域内的新鲜煤壁像插入煤层原始应力区域的一根“针”，这根“针”破坏了煤层原始应力平衡状态和煤体内瓦斯压力平衡状态，在煤体中形成了较大的瓦斯压力梯度，使得瓦斯从这个移动煤壁大量涌出。地质条件相同时，这个移动煤壁总是处于煤层原始应力区域，瓦斯涌出相对于掘进面的推进度是稳定的。当巷道均匀向前掘进吋，在掘进工作血后血的巷道煤壁就是不移动的暴露煤壁，其瓦斯涌岀强度随暴露时问的延长而减弱，即随着掘进巷道的增长而衰减。由于固定暴露煤壁瓦斯的涌出随暴露时间的延长而减弱，对于长距离掘进巷道，有一个最大瓦斯涌岀量值，与其相对应的也有一个巷道瓦斯涌出量达到最大时的巷道最大

6、长度，即当巷道的掘进反度超过此值后，掘进巷道的瓦斯涌出量也不再增加，这时掘进工作面瓦斯涌111量将趋于相对稳定。一般煤壁瓦斯的涌出量与煤壁暴露的自由面的大小和暴露时间有关，单位面积暴露煤壁的瓦斯涌出量叫做煤壁瓦斯的涌出强度，新鲜暴鋁煤壁的瓦斯涌出强度最大。因此，正常情况下，井下采掘作业时煤壁瓦斯涌出强度应该是最大的。1.采空区瓦斯涌出采空区瓦斯涌出其瓦斯来源主要有：受采动影响的卸压邻近层（包括上、下邻近层，不可釆层及围岩）以及开采层本身丢煤（包括煤柱）所涌出的瓦斯。一般在老顶第一次冒落前，邻近层瓦斯基本上不向采空区涌出，这时的瓦斯涌出量可以认为是开采层本身涌出的瓦斯量。当老顶第一次冒落后

7、，卸压松动的邻近层就开始向采空区大量涌出瓦斯。2.采落煤炭瓦斯放散采掘工作面采落下來的煤块在运输过程中，煤块内瓦斯仍向风流涌出。影响采落的煤炭放散瓦斯因素有：煤炭的块度大小、煤块初始的瓦斯含量、煤块在采区内停留的时间。在正常情况下，采落煤块在采区进风系统屮停留的时间为5min〜10min。如果停留时间延2,则煤块在采区内的瓦斯涌出量将显著增加；但超过30min〜40min后，釆落煤块的瓦斯涌出量将趋向稳定。采煤工作面的推进速度越快，